M二二极管三极管门电路学习教案

1、会计学1M二二极管三极管门电路二二极管三极管门电路第一页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-162第1页/共37页第二页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-163 1、掌握二极管导通和截止特性、导通和截止等效电路；、掌握二极管导通和截止特性、导通和截止等效电路； 2、掌握三极管导通和截止特性、导通和截止等效路；、掌握三极管导通和截止特性、导通和截止等效路； 3、了解二极管和三极管开关时间。、了解二极管和三极管开关时间。二、三极管开关特性之课题目标：二、三极管开关特性之课题目标：第2页/共37页第三页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-164 数字电路中的晶体二极管

2、、三极管和MOS管工作在开关状态,即:导通状态：相当于开关闭合截止状态：相当于开关断开。逻辑变量两状态开关： 在逻辑代数中逻辑变量有两种取值：0和1；电子开关有两种状态：闭合、断开。半导体二极管、三极管和MOS管，则是构成这种电子开关的基本开关元件。第3页/共37页第四页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-165 (1) 静态特性： 断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻ROFF = 无穷，电流IOFF = 0。 闭合时，流过其中的电流不管多大，等效电阻RON = 0，电压UAK = 0。 (2) 动态特性：开通时间 ton = 0 关断时间 toff = 0 理想开关的开关特性：

3、 第4页/共37页第五页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-166客观世界中，没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。第5页/共37页第六页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-167静态特性及开关等效电路正向导通时UD(ON)（硅） （锗）RD几 几十相当于开关闭合 二极管的伏安特性曲线第6页/共37页第七页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-168反向截止时反向饱和电流极小反向电阻

4、很大（约几百k）相当于开关断开 二极管的伏安特性曲线第7页/共37页第八页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-169 二极管的开关等效电路(a) 导通时 (b) 截止时 二极管的伏安特性曲线开启电压理想化伏安特性曲线第8页/共37页第九页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16102. 动态特性：若输入信号频率过高，二极管会双向导通，失去单向导电作用。因此高频应用时需考虑此参数。二极管从截止变为导通和从导通变为截止都需要一定的时间。通常后者所需的时间长得多。 反向恢复时间tre ：二极管从导通到截止所需的时间。一般为纳秒数量级（通常tre 5ns ）。第9页/共37页第十页

5、，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16111. 静态特性及开关等效电路在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在饱和和截止两种开关状态，放大区只是极短暂的过渡状态。三极管的三种工作状态（a）电路 （b）输出特性曲线第10页/共37页第十一页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1612开关等效电路(1) 截止状态 条件：发射结反偏特点：电流约为0 第11页/共37页第十二页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1613(2)饱和状态条件：发射结正偏，集电结正偏特点：UBES=0.7V，UCES=0.3V/硅第12页/共37页第十三页，编辑于星期六：二十一点 一分。

6、2022-5-1614三极管开关等效电路(a) 截止时 (b) 饱和时第13页/共37页第十四页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16152. 三极管的开关时间（动态特性） 三极管的开关时间 开启时间ton 上升时间tr延迟时间td关闭时间toff下降时间tf存储时间ts第14页/共37页第十五页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1616(1) 开启时间ton 三极管从截止到饱和所需的时间。ton = td +tr td ：延迟时间 tr ：上升时间(2) 关闭时间toff 三极管从饱和到截止所需的时间。toff = ts +tf ts ：存储时间（几个参数中最长的；饱

7、和越深越长）tf ：下降时间toff ton 。开关时间一般在纳秒数量级。高频应用时需考虑。第15页/共37页第十六页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1617第16页/共37页第十七页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16181、掌握二极管与门、或门电路；、掌握二极管与门、或门电路；2、掌握三极管非门电路及驱动作用；、掌握三极管非门电路及驱动作用；3、掌握二极管三极管与非门电路；、掌握二极管三极管与非门电路；4、通过实验验证二极管、三极管门电路的逻辑功能。、通过实验验证二极管、三极管门电路的逻辑功能。二、三极管门电路之课题目标：二、三极管门电路之课题目标：第17页/共

8、37页第十八页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1619门电路的概念： 实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等。分立元件门电路和集成门电路: 分立元件门电路：用分立的元件和导线连接起来构成的门电路。简单、经济、功耗低，负载差。 集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门电路。第18页/共37页第十九页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1620 电位指绝对电压的大小；电平指一定的电压范围。 高电

9、平和低电平：在数字电路中分别表示两段电压范围。 例：上面二极管与门电路中规定高电平为3V，低电平。 又如，TTL电路中，通常规定高电平的额定值为3V，但从2V到5V都算高电平；低电平的额定值为，但从0V到都算作低电平。关于高低电平的概念 第19页/共37页第二十页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1621逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，便于进行逻辑分析。第20页/共37页第二十一页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1622电路工作原理A、B为输入信号 （+3V或0

10、V）F 为输出信号 VCC+12V 电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V第21页/共37页第二十二页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1623用逻辑1 1表示高电平（此例为+3V+3V）用逻辑0 0表示低电平（此例为）ABF0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3. 逻辑赋值并规定高低电平4. 真值表ABF000010100111 二极管与门的真值表A A、B B全1，F F才为1。可见实现了与逻辑第22页/共37页第二十三页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1624逻辑符号工作波形(又

11、一种表示逻辑功能的方法）逻辑表达式FA B二极管与门（a）电路 （b）逻辑符号 （c）工作波形第23页/共37页第二十四页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1625电路工作原理电路输入与输出电压的关系ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B为输入信号（+3V或0V）F为输出信号 第24页/共37页第二十五页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16264. 真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可见实现了或逻辑3. 逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为）用逻辑0 0表示低电平（此例为0V0V）

12、ABF000011101111A A、B B有1，F F就1。 二极管或门的真值表第25页/共37页第二十六页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1627 二极管或门（a）电路 （b）逻辑符号 （c）工作波形逻辑符号工作波形逻辑表达式FA+ B第26页/共37页第二十七页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1628非门(a) 电路 （b）逻辑符号电路工作原理A、B为输入信号 （或）F为输出信号 AF0.3V+VCC3.6V0.3V第27页/共37页第二十八页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16293. 逻辑赋值并规定高低电平用逻辑1 1表示高电平（此例为）用逻

13、辑0 0表示低电平（此例为）4. 真值表AF0.3V+VCC3.6V0.3VAF0110 三极管非门的真值表A与F相反可见实现了非逻辑Y=A第28页/共37页第二十九页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1630R1DR2F+12V +3V三极管非门三极管非门D1D2AB+12V二极管与门二极管与门逻辑式：逻辑式：BAF &ABF逻辑符号：逻辑符号：第29页/共37页第三十页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1631一、实训目的一、实训目的1 、掌握数字电路实验箱的结构与使用方法、掌握数字电路实验箱的结构与使用方法;2、加深理解二极管、三极管饱和导通和截止；、加深

14、理解二极管、三极管饱和导通和截止；3、熟悉二极管、三极管门电路构成的方法；、熟悉二极管、三极管门电路构成的方法；4、理解二极管门电路、三极管门电路的逻辑关系。、理解二极管门电路、三极管门电路的逻辑关系。第30页/共37页第三十一页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-1632二、实训仪器及设备二、实训仪器及设备 1、数字逻辑实验箱、数字逻辑实验箱 1台台2、二极管（、二极管（IN4007) 2个个3、三极管（、三极管（9011） 1个个4、发光二极管、发光二极管 1个个5、电阻、电阻 若干若干6、导线、导线 若干若干第31页/共37页第三十二页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-

15、5-1633三、实训内容及步骤三、实训内容及步骤1、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关按表所列要求设置（开关闭合为闭合为“0”，断开为，断开为“1”），写出发光二极管的状态（点亮为），写出发光二极管的状态（点亮为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？第32页/共37页第三十三页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16342、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关闭合为按表所列要求设置（开关闭合为“1”，断开为，断开为“0”），写出发光二极管的状态（点亮为）

16、，写出发光二极管的状态（点亮为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？(注意注意,请将电路图中两个二请将电路图中两个二极管反过来接极管反过来接,图中是错的图中是错的)第33页/共37页第三十四页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16353、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1按表所列要求设置（开关闭合为按表所列要求设置（开关闭合为“1”，断开为，断开为“0”），写出发光二极管的状态（点亮为），写出发光二极管的状态（点亮为“1”，灭为，灭为“0”），判断此电路构成什么门电路？），判断此电路构成什么门电路？第34页/共37页第三十五页，编辑于星期六：二十一点 一分。2022-5-16364、实验电路如图所示，开关、实验电路如图所示，开关S1、S2按表所列要求设置（开关闭按表所列要求设置（开关闭合为合为“0”，断开为，断开为“1”），写出发光二极管的状态（点亮为），写出发光二极管的状态（点亮为